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32bit / 64 bit OS의 차이 컴퓨터의 워드 사이즈(Word size) word는 컴퓨터의 데이터 기본 처리 단위다. 32비트, 64비트는 워드 사이즈를 의미한다. 32비트 머신(CPU)라면 그 머신의 기본 데이터 처리 단위는 32비트가 되고, 64비트 머신이면 그 머신의 기본 데이터 처리 단위는 64비트가 된다. 가능한 CPU와 운영체제 조합 32비트 65비트가 CPU에도 운영체제에도 있다. CPU는 하드웨어, 운영체제는 소프트웨어 32비트 시스템과 64비트 시스템의 차이 메모리 주소 공간 크기의 차이 기본처리 단위가 다르다보니 프로세서의 레지스터의 크기에서 부터 차이가난다. 32비트 프로세서의 범용 레지스터는 32비트, 4바이트이다. 64비트 프로세서의 범용 레지스터는 65비트, 8바이트이다..

Rax Register 운영체제와 하드웨어 아키텍처 관점에서 중요한 역할을하는 레지스터 중 하나이다. 기본 개념 정의 및 특성 x86-64 아키텍처에서 사용되는 범용 레지스터이다. 64비트 시스템에서는 rax라는 이름을 가지며, 32비트에서는 eax, 16비트에서는 ax로 알려져있다. 역할 함수의 반환 함수 호출의 결과값을 저장하는데 주로 사용된다. 즉, 함수가 값을 반환할 때 rax에 그 값이 저장된다. 산술 연산 산술 연산 및 다른 명령어의 결과값을 저장하는 데에도 사용된다. 호환성 이전 16비트 및 32비트 시스템과 호환성을 위해, rax는 부분적으로 ax및 eax로 사용될 수 있다. 운영체제에서의 rax 레지스터 사용 시스템 호출 시스템 호출을 수행할 때, rax는 호출되는 시스템 호출의 번호를 ..

캐시(Cache) Cache Memory 캐시 메모리는 속도가 빠른 장치와 느린 장치 간의 속도차에 따른 병목 현상을 줄이기 위한 범용 메모리다. 메인 메모리에서 자주 사용하는 프로그램과 데이터를 저장해두어 속도를 빠르게한다. 캐시의 지역성(Locality)를 이용한다. Cache Locality 캐시의 지역성이란, 데이터에 대한 접근이 시간적 혹은 공간적으로 가깝게 발생하는 것을 말한다. 캐시의 적중률(Hit rate)을 극대화 하여 캐시가 효율적으로 동작하기 위해 사용되는 성질이다. 캐시의 지역성은 공간 지역성(Spatial Locality)과 시간 지역성(Temporal Locality)으로 나뉜다. 공간 지역성 : 최근에 사용했던 데이터와 인접한 데이터가 참조될 가능성이 높다는 특성 시간 지역성 ..

운영체제 13. 빈공간 관리 빈공간 관리는 관리하고 있는 공간이 고정 크기의 단위로 나누어져 있는 경우 쉽다. 그런 경우 고정 크기 단위의 리스트를 유지하면 된다. 클라이언트가 그 중 하나를 요청하면 첫 번째 항목을 반환하면 된다. 빈공간 관리가 더 어렵고 흥미로운 경우는 관리하는 공간이 가변 크기 빈 공간들의 집합으로 구성되어 있는 경우다. 이 경우 malloc()과 free()에서 처럼 사용자 수준 메모리 할당 라이브러리에서 그리고 세그멘테이션으로 물리 메모리를 관리하는 운영체제에서 발생한다. 어느 경우에도 외부 단편화가 존재한다. 13.1 가정 malloc()과 free()에서 제공하는 것과 같은 기본 인터페이스를 가정한다. 이 라이브러리가 관리하는 공간은 역사적으로 힙으로 불리며, 힙의 빈공간을 ..

운영체제 13. 빈공간 관리 빈공간 관리는 관리하고 있는 공간이 고정 크기의 단위로 나누어져 있는 경우 쉽다. 그런 경우 고정 크기 단위의 리스트를 유지하면 된다. 클라이언트가 그 중 하나를 요청하면 첫 번째 항목을 반환하면 된다. 빈공간 관리가 더 어렵고 흥미로운 경우는 관리하는 공간이 가변 크기 빈 공간들의 집합으로 구성되어 있는 경우다. 이 경우 malloc()과 free()에서 처럼 사용자 수준 메모리 할당 라이브러리에서 그리고 세그멘테이션으로 물리 메모리를 관리하는 운영체제에서 발생한다. 어느 경우에도 외부 단편화가 존재한다. 13.1 가정 malloc()과 free()에서 제공하는 것과 같은 기본 인터페이스를 가정한다. 이 라이브러리가 관리하는 공간은 역사적으로 힙으로 불리며, 힙의 빈공간을 ..

운영체제 12. 세그멘테이션 스택과 힙 사이의 공간은 사용되지 않더라도 주소 공간을 물리메모리에 재배치 할 때 물리 메모리를 차지한다. 베이스 바운드 레지스터 방식은 메모리 낭비가 심하다. 또한, 주소 공간이 물리 메모리보다 큰 경우 실행이 매우 어렵다. 이런 측면에서 베이스와 바운드 방식은 유연성이 없다. 12.1 세그멘테이션 : 베이스/바운드의 일반화 세그멘테이션 아이디어는 MMU에 하나의 베이스와 바운드 값이 존재하는 것이 아니라 세그멘트마다 베이스와 바운드 값이 존재한다. 세그멘트는 특정 길이를 가지는 연속적인 주소 공간이다. 우리가 기준으로 삼은 주소 공간에는 코드, 스택, 힙의 세 종류의 세그멘트가 있다. 세그멘테이션을 사용하면 운영체제는 각 세그멘트를 물리 메모리의 각기 다른 위치에 배치할 ..

운영체제 12. 세그멘테이션 스택과 힙 사이의 공간은 사용되지 않더라도 주소 공간을 물리메모리에 재배치 할 때 물리 메모리를 차지한다. 베이스 바운드 레지스터 방식은 메모리 낭비가 심하다. 또한, 주소 공간이 물리 메모리보다 큰 경우 실행이 매우 어렵다. 이런 측면에서 베이스와 바운드 방식은 유연성이 없다. 12.1 세그멘테이션 : 베이스/바운드의 일반화 세그멘테이션 아이디어는 MMU에 하나의 베이스와 바운드 값이 존재하는 것이 아니라 세그멘트마다 베이스와 바운드 값이 존재한다. 세그멘트는 특정 길이를 가지는 연속적인 주소 공간이다. 우리가 기준으로 삼은 주소 공간에는 코드, 스택, 힙의 세 종류의 세그멘트가 있다. 세그멘테이션을 사용하면 운영체제는 각 세그멘트를 물리 메모리의 각기 다른 위치에 배치할 ..

운영체제 11. 주소변환의 원리 메모리 가상화는 가상화를 제공하는 동시에 효율성과 제어 모두를 추구한다. 효율성을 높이려면 하드웨어 지원을 활용할 수 밖에 없다. 제어는 응용 프로그램이 자기 자신의 메모리 이외에는 다른 메모리에 접근하지 못한다는 것을 운영체제가 보장하는 것을 의미한다. 유연성 측면에서 프로그래머가 원하는대로 주소공간을 사용하고 프로그래밍 하기 쉬운 시스템을 만들기를 원한다. 주소변환(Address translation)을 통해 하드웨어는 명령어 반입, 탑재, 저장 등의 가상주소를 정보가 실제 존재하는 물리주소로 변환한다. 프로그램의 모든 메모리 참조를 실제 메모리 위치로 재지정하기 위하여 하드웨어가 주소를 변환한다. 운영체제는 메모리의 빈 공간과 사용중인 공간을 항상 알고 있어야 하고,..

운영체제 11. 주소변환의 원리 메모리 가상화는 가상화를 제공하는 동시에 효율성과 제어 모두를 추구한다. 효율성을 높이려면 하드웨어 지원을 활용할 수 밖에 없다. 제어는 응용 프로그램이 자기 자신의 메모리 이외에는 다른 메모리에 접근하지 못한다는 것을 운영체제가 보장하는 것을 의미한다. 유연성 측면에서 프로그래머가 원하는대로 주소공간을 사용하고 프로그래밍 하기 쉬운 시스템을 만들기를 원한다. 주소변환(Address translation)을 통해 하드웨어는 명령어 반입, 탑재, 저장 등의 가상주소를 정보가 실제 존재하는 물리주소로 변환한다. 프로그램의 모든 메모리 참조를 실제 메모리 위치로 재지정하기 위하여 하드웨어가 주소를 변환한다. 운영체제는 메모리의 빈 공간과 사용중인 공간을 항상 알고 있어야 하고,..

운영체제 10. 막간 : 메모리 관리 API 10.1 메모리 공간의 종류 C 프로그램이 실행되면, 두 가지 유형의 메모리 공간이 할당된다. 첫번째는 스택(Stack) 메모리라고 불리며 할당과 반환은 프로그래머를 위해 컴파일러에 의해 암묵적으로 이루어진다. 이러한 이유 때문에 때로는 자동 C automatic() 메모리라고 불린다. 함수를 선언하면 C프로그램에서 스택에 메모리를 할당한다. 함수에서 리턴하면 컴파일러는 프로그래머 대신에 메모리를 반환한다. 함수 리턴 이후에도 유지되어야 하는 정보는 스택에 저장하지 않는 것이 좋다. 오랫동안 값이 유지되어야 하는 변수를 위해 힙(heap) 메모리라고 불리는 두 번째 유형의 메모리가 필요하다. 모든 할당과 반환이 프로그래머에 의해 명시적으로 처리된다. void ..